CN202099187U - 电加热升降式退火炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电加热升降式退火炉，包括炉体、炉膛和控制装置；炉体的底面是活动的炉底盖，炉底盖下面设置有走轮，炉底盖能够在升降装置带动下升降，上升后与炉体密封配合，形成炉膛的工作底面，下降后落到相配合的轨道上，走轮能在轨道上移动；在炉膛的侧面，设置有若干个电加热器；在炉膛的顶端，设置有风机、顶导流板和侧导流板，侧导流板与电加热器之间有间隙，形成风循环通道，在炉体上，设置有将冷风送入炉膛内冷却风管道。本实用新型的退火炉，自动化程度高；从装料、行走、活动炉底的升降、加热升温、降温等过程，在控制装置控制下进行，高度自动化；使加热过程中达到较高的炉温均匀性、炉温稳定度，降温速率能满足热处理工艺的需要。

Description

电加热升降式退火炉

技术领域

本实用新型涉及一种对工件进行热处理的退火炉，尤其是对特种玻璃进行热处理的电加热升降式退火炉。 

背景技术

    为了提高工件的性能，现有技术中通过各种温度条件下的热处理来改善 

工件的内部组织、表面硬度、消除应力等，以使工件的各项力学指标达到工艺要求。现有技术中的退火炉，一般都具有加热升温的作用，在控制装置控制下加热达到工艺要求的温度，但其降温时一般就是随炉冷却等，不能准确控制温度下降的斜率，无法满足升温和降温精度要求高的工件的热处理要求。如，一种大尺寸的特种玻璃的退火，玻璃尺寸为∮1500×200～300mm，加热过程中炉温均匀性≤±3℃，炉温稳定度≤±1℃，保温时间≥100 h，降温速率按工艺要求进行程序控制，现有的退火炉无论在加热效率、炉温均匀性、炉温稳定度、降温速率、每炉的处理量等方面，都无法满足实际需要，导致废品率极高，而且其热处理后的合格品性能也仅是刚刚满足要求，无法达到比较理想的状况，限制了特种玻璃的使用范围，产生了一些不利的后果。

发明内容

本实用新型针对现有技术的退火炉，在处理一些特种工件时在加热效率、炉温均匀性、炉温稳定度、降温速率、每炉的处理量等方面，都无法满足实际需要，导致废品率极高等不足，提供一种自动化程度高、炉温均匀性高、炉温稳定度强的电加热升降式退火炉。 

    本实用新型的技术方案：电加热升降式退火炉，包括炉体、炉膛和控制装置；其特征在于：炉体的底面是活动的炉底盖，炉底盖下面设置有走轮，炉底盖能够在升降装置带动下上升或下降，上升后与炉体密封配合，形成炉膛的工作底面，下降后落到相配合的轨道同一平面上，通过自带的或外界的驱动装置，使走轮在轨道上移动；                                

在炉膛的侧面，设置有若干个分区布置的电加热器；

在炉膛的顶端，设置有风循环装置，风循环装置包括风机、顶导流板和侧导流板，竖向设置的侧导流板的上端与设置在风机下面的顶导流板相连接，侧导流板与炉膛侧面的电加热器之间有一定的间隙，形成风循环通道，风循环通道通过侧导流板底端出口或侧导流板上开设的通风口与炉膛连通；

在炉体上，设置有冷却风管道，冷却风管道通入炉壁内，隐藏在炉衬内的若干个出风口，在控制装置作用下，将冷风送入与热风混合后再进入炉膛内。

    进一步的特征是：在炉底盖上设置有加热器。 

    冷却风管道的尾端设置为若干根通风支管，通风支管沿炉膛的周向均匀布置，每根通风支管分别向风循环通道内或炉膛内通入冷风。 

本实用新型的电加热升降式退火炉，相对于现有技术，具有如下特点： 

1、自动化程度高；从装料、行走、活动炉底的升降、加热升温、降温等过程，都在退火炉的程序控制装置控制下进行，高度自动化；

2、采用了激光测温和多区加热解耦控制(温差控制)，可控硅调功，变功率调节方式，使加热过程中达到较高的炉温均匀性、炉温稳定度等，炉温均匀性≤±3℃，炉温稳定度≤±1℃，保温时间≥100 h，降温速率按工艺要求进行程序控制，满足热处理工艺的需要；

3、热处理后的工件的各项力学指标达完全达到工艺要求，而且达到了比较理想的状况，满足特种工件的热处理需要。

附图说明

图1是本实用新型退火炉结构主视图（剖视）； 

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是本实用新型风循环装置结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的电加热升降式退火炉，包括炉体1、炉膛2和控制装置，炉体1由表面的金属炉壳和其内的耐热炉衬构成，炉体1内部的空腔形成炉膛2，作为待热处理工件放置的区域；炉体1的底面是活动设置的炉底盖3，炉底盖3下面设置有走轮4，构成炉底小车，走轮4与设置在炉体1下面的轨道5配合，能够在轨道5上移动（在自带的或外界的驱动装置作用下）；炉底盖3能够在升降装置6带动下上升或下降，上升后与炉体1密封配合（密封炉体1底面的炉口），形成炉膛2的工作底面，下降后落到相配合的轨道5上，通过走轮4在轨道5上移动。图中，所示的升降装置6为液压缸，为一种液动升降装置，带动炉底盖3、走轮4等升降。炉底盖3和走轮4的移动，可以采用液压缸或电机等。 

在炉膛2的侧面，设置有若干组电加热器7，电加热器7为电阻加热式，在控制装置控制下通电后发热以加热炉膛2以及炉膛2内的工件；所述电加热器7沿炉体1高度方向设置为两组、三组或四组，每组可单独控制，能取得更好的加热效果。 

参见图4，在炉膛2的顶端，设置有风循环装置8，风循环装置8主要包括风机9、顶导流板10和侧导流板11，竖向设置的侧导流板11的上端与横向设置在风机9下面的顶导流板10相连接，侧导流板11与炉膛2侧面的电加热器7之间有一定间隙，形成风循环通道12，风循环通道12通过侧导流板11底端与炉膛2连通，或通过在侧导流板11的合适位置（根据热处理工件的放置位置、高度等确定）上开设的通风口与炉膛2连通。风机9在控制装置控制下通电后旋转，使风循环通道12内的空气流动，将电加热器7产生的热量通过侧导流板11底端或侧导流板11上开设的通风口进入炉膛2，加热炉膛2及其内的工件；顶导流板10通过吊杆螺栓或钢筋等连接在炉膛2的顶部。由于空气的循环流动，采用空气传热，能提高炉温均匀性、炉温稳定度等，防止电加热器7直接加热部位产生局部过热。 

为了加热和控制的需要，在炉膛2内、风循环通道12内等部位，设置了多个测温热电偶和激光测温探头，测温传感器与控制装置连接，将温度参数输入控制装置内，可以通过控制装置内的仪表显示出来，便于操作者观看或者自动控制的需要。 

在炉体1上，设置有冷却风管道13，冷却风管道13的进风端可以设置在炉体1外部，冷却风管道13通入风循环通道12内或炉膛2内；为了在降温时有更好的均匀性，冷却风管道13的尾端设置为若干根通风支管，通风支管沿炉膛2的周向均匀布置，每根通风支管分别向风循环通道12内或炉膛2内通入冷风；每根通风支管隐藏在炉衬内设置，每根通风支管的出风口对应风循环通道12内或炉膛2内。在降温阶段，需要向炉膛2内通入冷空气，冷却风管道13在控制装置作用下，相关电动阀门打开或适量关闭，外界的冷空气通过冷却风管道13、通风支管进入，经冷风与热风混合后再进入炉膛2内，降低炉膛2的温度。 

为了增强加热效果，在炉底盖3上设置有炉底加热器15，炉底加热器15也采用电阻加热式，在控制装置控制下通电后发热以加热炉膛2；炉底加热器15上设置3Cr18Mn12Si2N耐热钢炉底板，炉底板为多块组合，相互搭接。玻璃板制品成两块分层搁置在工装架上。工装架放在炉底板上，被举升至炉膛内进行加热。 

本实用新型炉体1的炉壳采用Q235材质不同厚度的钢板和不同规格的型钢组焊成圆柱体形，有足够的结构强度和钢性。本实用新型炉体1的耐热炉衬设计兼顾热强度和绝热性能，不同部位采用不同的耐火材料砌筑；炉衬用可以伸缩的锚固杆整体与炉壳固定成一体；炉衬耐火层表面涂刷固化涂料，使其在高温高速气流冲刷下不剥落、不粉化，以保持炉膛内清洁。炉膛2耐火层选用定制的高密度真空成型陶瓷纤维硬质弧形板，用高温粘结剂粘结后成为无缝炉膛，耐火层被整体锚固于炉壳上，耐火层后错缝层铺纤维毯、毡绝热保温。 

本实用新型电加热器7采用Cr20Ni80高电阻电热合金带，绕制成波纹状悬挂于炉膛内壁预置的小钩上，并固牢，置于导风筒（侧导流板11）与炉膛内壁间形成的风循环通道上，使其热交换充分。 

活动式炉底盖3采用自行走小车结构。升降装置6配备为液压提升装置，小车连同托架整体升起，密封炉口，小车下降到位后能自行沿炉体下方轨道行走；液压缸在同步油路系统控制下，同步无冲击升降，动作平稳、行程准确。 

活动炉底盖3与炉膛2下部的炉口间采用迷宫式双层密封，无热气流泄漏。液动提升装置由两支倒置的工程液压缸，两组动滑轮、定滑轮、牵引机构、炉底小车托架组成。炉底封板3升到位后，长期稳定地密封住炉口。 

炉膛2的顶端设置的风机9（炉顶上）为一台高温变频炉用离心水冷式大风量循环风机，在炉膛内的鼠笼式构架上固定吊挂耐热钢材质的弧形导风板，顶导风板上设有水平导流装置，形成强风循环系统，强制气流自上向下，水平分流往复循环。将加热器热量带入工作区与玻璃制品工件，进行充分的热交换，而完成均匀退火。 

冷却时，按照工艺规定，工件保温一定小时后，将会以极其缓慢的降温速率，缓冷至工艺要求的温度：1、在控制装置的控制程序中设置降温曲线和降温速率，无级式地改变炉内加热功率。2、从炉体下侧冷却风管道13内适量供入冷风，冷风机变频调节，与高温热流调兑，排出废风。冷风进给量和热风排出量。受温度仪表控制的电动阀控制，实现全自动。程序控制器调压限幅作用下，使炉膛供热能缓慢地递减；适量冷风供给是辅助手段(热调试时根据需要将自动进行)。冷却风管道13的输入通道经电动蝶阀与鼓风机出风口相连。电动蝶阀受温度程序的指令而无级开闭，对输入冷风量作连续调节。冷风进入从多个风孔流出，与热气流均匀混合后，在炉膛内侧有序地流动，进行微调。 

在炉膛2上部，靠近炉口处，圆周上均匀分布有多个废热气排放孔，这多个排废热气与炉体一环形集气管相通成一体；多余热气必须通过同样受程序指令的电动蝶阀后，才能向外排放。 

本炉温度控制（控制装置的一部分）采用可控硅PID调功，移相触发控制方式，分三温区控制。控温仪表选用日本山武公司DMC50多回路程序控制器，该控制器有丰富的控制功能和多种控制算法，控制算法采用多温区间的温度差值控制，能有效地解决三区独立控制中，产生耦合的难题。因其有精度高（±0.05～0.1%FS）、响应速度快（50MS）的特点，再辅有多种控制算法，可以得到高品质的全程稳定的控制效果，该控制器与人机界面以RS-485通信连接。人机界面选用日本山武公司EST555Z智能型人机界面。 

Claims (3)

1.电加热升降式退火炉，包括炉体（1）、炉膛（2）和控制装置；其特征在于：炉体（1）的底面是活动设置的炉底封板（3），炉底封板（3）下面设置有轮子（4），炉底封板 (3) 能够在升降装置（6）带动下上升或下降，上升后与炉体（1）密封配合，形成炉膛（2）的底面，下降后落到相配合的轨道（5）上，通过轮子（4）在轨道（5）上移动；                                

在炉膛（2）的侧面，设置有若干个电加热管（7）；

在炉膛（2）的顶端，设置有风循环装置（8），风循环装置（8）包括风机（9）、顶导流板（10）和侧导流板（11），竖向设置的侧导流板（11）的上端与设置在风机（9）下面的顶导流板（10）相连接，侧导流板（11）与炉膛（2）侧面的电加热管（7）之间有一定间隙，形成风循环通道（12），风循环通道（12）通过侧导流板（11）底端或在侧导流板（11）上开设的通风口与炉膛（2）连通；

在炉体（1）外部，设置有冷却风管道（13），冷却风管道（13）通入炉膛（2）内。

2.根据权利要求1所述电加热升降式退火炉，其特征在于：在炉底封板（3）上设置有炉底加热器（15）。

3.根据权利要求1或2所述电加热升降式退火炉，其特征在于：冷却风管道（13）的尾端设置为若干根通风支管，通风支管沿炉膛（2）的周向均匀布置，每根通风支管分别向风循环通道（12）内或炉膛（2）内通入冷风。

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